吊車梁T型角焊縫超聲波探傷探頭選擇及探頭要點.

1、吊車梁T型角焊縫超聲波探傷探頭選擇及探傷要點摘要：通過對超聲波探頭分析選擇、掃描速度、靈敏度的調(diào)節(jié)、掃查方式選擇及缺陷的判定等方面來介紹吊車梁T型角焊縫的超聲波探傷方法的要點。關(guān)鍵詞：T型角焊縫 探頭 儀器調(diào)節(jié) 缺陷判定1 結(jié)構(gòu)形式及缺陷分析柳州鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐廠房吊車梁（材料Q235鋼）長26000mm，高2600mm，寬800mm，由厚度=30mm翼板與=20mm腹板用T型結(jié)構(gòu)型式組焊連接而成（如圖1）。剛度大，施焊不易操作（與平板對接焊相比），因此焊接過程中易產(chǎn)生未焊透、未熔合、裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。圖1 吊車梁結(jié)構(gòu)簡圖2 探頭的選擇2.1 探頭形式的選擇2.1.1 采用直探頭在翼板上進(jìn)行探

2、測，如圖2探頭位置1，用于探測焊縫中腹板與翼板間未焊透、未熔合、裂紋等缺陷。2.1.2 采用斜探頭在翼板外側(cè)如圖2中探頭位置2，用一次波可探測縱向、橫向缺陷，特別是腹板坡口處的未熔合。2.1.3 采用斜探頭在腹板上利用一、二次波進(jìn)行探測缺陷，如圖2中探頭位置3。 圖2 探傷節(jié)點圖2.2 探頭規(guī)格型號選擇探頭規(guī)格型號見表1。表1名稱直探頭1斜探頭2斜探頭3型號2.5P10Z2.5P13×13K12.5P13×13K2.02.3 探頭選擇計算探頭選擇是否合適即探頭所發(fā)出的聲波束至焊縫距離是否在1.64N1以外（N近場區(qū)）計算。2.3.1 直探頭1（型號為2.5P10Z）所發(fā)出聲

3、波束至焊縫距離計算（見圖2）：已知：鋼縱波聲速CL5900ms。橫波聲速CS=3230ms探頭有機(jī)玻璃聲速CL '2730ms=cf=5.92.5=2.36mmN=D²4=10²（4×2.36）=10.6mm1.64N=1.64×10.6=17.5mm17.5mm30mm（翼板厚度）即直探頭1所發(fā)出聲波束至焊縫距離已在1.64N以外，故合理。2.3.2 斜探頭2（型號為2.5P13×13K1）所發(fā)出聲波束至焊縫距離計算（見圖3）：=1.29mm K=1 =45° 36.7°L16.5tga6.5×0.705

4、7.7mmN×L1= ×7.7 20mm1.64N1.64×2033mm42（mm） 33mm42mm 圖3 探頭結(jié)構(gòu)簡圖（部分）即：斜探頭2所發(fā)出的聲波束束至焊縫距離在1.64N以外，所以2.5P13×13K1探頭選擇合理。式中波長F晶片面積N近場區(qū)L入射點至波源的距離T吊車梁翼板厚度入射角折射角6.5mm探頭晶片2.5mm探頭保護(hù)層厚度選K探頭的另一個理由為使軸線上波束與腹板坡口垂直，更易于發(fā)現(xiàn)未熔合缺陷。2.3.3 同理2.3.2計算得K的一次波聲程也在近場區(qū)外。K能否掃查焊縫全體積的計算。 1.75K2K的一、二次波能掃查全焊縫體積。斜探頭2.5

5、P13×13K也是合適的選擇。式中a、b焊縫寬 L0探頭前沿 T腹板厚度經(jīng)過上述的分析計算，證明所選擇的3種探頭（2.5P10Z、K1、K2）對探測此吊車梁T型焊縫是完全可靠合適的。3 掃描速度的調(diào)節(jié)（1） 直探頭探傷直探頭探傷在工件上用翼板厚度（B1、B2底波）調(diào)節(jié)。（2） 斜探頭 斜探頭探傷調(diào)節(jié)方法同平板對接焊縫4 靈敏度調(diào)整（1） 直探頭探傷 用平底孔（2）試塊調(diào)節(jié)靈敏度，評定線2【2】，定量線3【2】，判廢線6【2】（見圖4）。 圖4 距離波幅曲線（2） 斜探頭探傷 按平板對接焊縫的方法調(diào)節(jié)靈敏度，評定線1×6-9dB【3】，定量線1×6-3dB【3】，判

6、廢線1×6+5dB【3】（見圖5）。 圖5 距離波幅曲線5 掃查方式（1） 直探頭于位置1應(yīng)在焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)掃查;（2） 斜探頭于位置2作360°方向掃查;（3） 斜探頭于位置3，平板焊縫幾種掃查方式均可用。6 缺陷的判斷6.1直探頭的位置16.1.1未焊透（未熔合）出現(xiàn)在聲程等于翼板厚度位置。6.1.2層狀撕裂出現(xiàn)在翼板厚度略小的位置。6.2斜探頭翼板位置26.2.1當(dāng)探頭聲束垂直焊縫探測，缺陷波出現(xiàn)在焊角波前。6.2.2當(dāng)探頭平行焊縫或一角度時，出現(xiàn)回波則為缺陷波。6.3斜探頭腹板位置3，缺陷判別與平板焊縫相同。6.4質(zhì)量分級和驗收參照平板對接焊縫37 檢測結(jié)果及缺陷

7、驗證在對36根吊車梁檢測結(jié)果中發(fā)現(xiàn)符合級焊縫者22根，符合級焊縫者12根，其中開始制作有2根梁發(fā)現(xiàn)連續(xù)或斷續(xù)未焊透及氣孔缺陷，未焊透寬度為35mm，經(jīng)解剖驗證屬實。同時經(jīng)分析認(rèn)為未焊透缺陷產(chǎn)生的原因是焊接電流過小，熔深不足，鈍邊過大所造成【4】；氣孔則為坡口氧化皮處理不盡及濕度大所造成4。8 結(jié)論從理論分析與實際檢測證明大型吊車梁采用上述方法探傷能保證T型焊縫各種缺陷（未焊縫、未熔合、夾渣以至翼板的撕裂等）都能掃查到，且聲束能與主要危險性缺陷垂直。達(dá)到保證吊車梁焊接質(zhì)量的目的。參考文獻(xiàn)1 未擴(kuò)散區(qū)與擴(kuò)散區(qū).超聲波探傷.勞動部中國鍋爐壓力容器安全雜志社，1995.2 GBT1134589鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級3 JB/T4730.32005承壓設(shè)備無損檢測第3部分：超聲波檢測4 焊接手冊.中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會編作者簡介：蔡昭良，工程師，深圳市中昌檢測技